مضخات الحريق هي قلب نظام الحماية من الحرائق. سواء تم تركيبها في مبنى شاهق أو مجمع صناعي أو مطار أو مستودع أو مصفاة، فإن الغرض من مضخة الحريق بسيط: توفير الضغط والتدفق الكافي عند حدوث حريق طارئ. من بين جميع العوامل الفنية التي تؤثر على أداء المضخة - حجم المكره، قوة المحرك، منحنى المضخة، ظروف الشفط - هناك متغير واحد يبرز باعتباره بالغ الأهمية بشكل خاص:دورة في الدقيقة، أو دورات في الدقيقة.
على الرغم من أنها قد تبدو وكأنها مواصفات ميكانيكية أساسية،تحدد دورة مضخة الحريق RPM بشكل مباشر ما إذا كانت المضخة يمكنها إنتاج الضغط والتدفق المطلوبين لتطبيقات سلامة الحياة. إن فهم كيفية تأثير RPM على أداء النظام يساعد المهندسين وفرق الصيانة وأصحاب المباني على اتخاذ قرارات أفضل أثناء اختيار المضخة وتركيبها والتشغيل المستمر.
تشرح هذه المقالة سبب أهمية سرعة مضخة الحريق، وكيف تؤثر على منحنى المضخة، وماذا يحدث عندما يكون عدد الدورات في الدقيقة غير صحيح، وكيفية تقييم عدد الدورات في الدقيقة المناسب لنظام مضخة الحريق الخاص بك.
يشير عدد دورات مضخة الحريق في الدقيقة إلى سرعة دوران عمود المضخة، والتي يتم تشغيلها عادةً بواسطة محرك كهربائي أو محرك ديزل. تتضمن السرعات القياسية لمضخة الحريق عادةً ما يلي:
1500 دورة في الدقيقة
1800 دورة في الدقيقة
3000 دورة في الدقيقة
3600 دورة في الدقيقة
تعتمد السرعة المناسبة على المنطقة والتردد (50 هرتز مقابل 60 هرتز) ونوع برنامج التشغيل ومتطلبات الأداء.
مضخات حريق كهربائيةالحصول على دورة في الدقيقة دقيقة ومستقرة لأن سرعة المحرك مرتبطة بالتردد الكهربائي.
مضخات حريق ديزليمكن أن تظهر اختلافات طفيفة في عدد دورات المحرك في الدقيقة بسبب حمل المحرك ودرجة الحرارة والتعديلات الميكانيكية.
بغض النظر عن السائق، فإن دورة في الدقيقة هي الأساس لكيفية توليد مضخة الحريق الطاردة المركزية للطاقة لتحريك المياه.
العلاقة بين سرعة المضخة والأداء تحكمهاقوانين التقارب. تصف هذه القوانين كيف تؤثر التغييرات في عدد الدورات في الدقيقة على التدفق والضغط والطاقة:
التدفق (Q) يتناسب طرديا مع دورة في الدقيقة
إذا زاد عدد الدورات في الدقيقة بنسبة 10%، فسيزيد التدفق أيضًا بنسبة 10% تقريبًا.
الرأس/الضغط (H) يختلف مع مربع عدد الدورات في الدقيقة
تؤدي زيادة عدد الدورات في الدقيقة بنسبة 10% إلى زيادة الضغط بنسبة 21% تقريبًا.
تختلف القدرة (P) باختلاف مكعب RPM
تتطلب زيادة عدد الدورات في الدقيقة بنسبة 10% طاقة إضافية بنسبة 33% تقريبًا.
وهذا يعني أن عدد الدورات في الدقيقة لا يضبط الأداء فحسب، بل يعيد تشكيل سلوك المضخة بالكامل.
المضخة المقدرة بـ 1000 جالون في الدقيقة عند 3000 دورة في الدقيقة لن تنتج نفس التدفق عند 2850 دورة في الدقيقة أو 3300 دورة في الدقيقة. حتى الانحرافات الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى الأداء الزائد أو الأداء المنخفض، وكلاهما يشكل خطورة في نظام الحماية من الحرائق.
إذا زاد عدد الدورات في الدقيقة:
توفر المضخة تدفقًا أكبر من التصميم
تنتج المضخة ضغطًا أعلى
قد يتم الضغط على مكونات النظام
قد تفتح صمامات التنفيس بشكل غير متوقع
قد يؤدي الضغط المفرط إلى إتلاف خطوط الأنابيب والتجهيزات
في حين أن الأداء الأعلى قد يبدو مفيدًا،الضغط المفرط يمكن أن يسبب فشل النظام، وهو ما يحظره NFPA 20 بشدة.
إذا كان RPM أقل من المطلوب:
لا يمكن للمضخة تلبية الطلب على رشاشات الحريق أو صنبور المياه
قد تكون تيارات خرطوم ضعيفة
قد تفشل تغطية الرشاشات في اختراق مناطق الحريق
قد تفقد المنشآت الكبيرة إمدادات المياه إلى الطوابق العليا
يمكن أن يصبح انخفاض الضغط أثناء ظروف الحريق حرجًا
يعد انخفاض عدد الدورات في الدقيقة أحد الأسباب الأكثر شيوعًا لفشل اختبارات قبول المضخة.
حتى لو تم تصنيف المضخة لسرعة معينة، فإن ظروف العالم الحقيقي يمكن أن تؤثر على عدد الدورات في الدقيقة الفعلي. تشمل بعض الأسباب الشائعة ما يلي:
تستخدم محركات الديزل حاكمًا للحفاظ على عدد دورات ثابت في الدقيقة. إذا تمت معايرة المنظم بشكل خاطئ، فقد ينجرف عدد الدورات في الدقيقة أعلى أو أقل من السرعة المقدرة.
يتوافق عدد دورات المحرك الكهربائي في الدقيقة مع تردد الطاقة:
محركات 50 هرتزيتم تشغيله عادةً عند1450 أو 2900 دورة في الدقيقة
محركات 60 هرتزيتم تشغيله عادةً عند1750 أو 3500 دورة في الدقيقة
يؤدي استخدام محرك التردد الخاطئ إلى أخطاء كبيرة في الأداء.
مع تآكل المكونات، يزداد الاحتكاك، مما قد يؤثر على السرعة، خاصة في محركات الديزل.
إذا كانت المضخة تتطلب 3000 دورة في الدقيقة ولكنها مقترنة بمحرك 1500 دورة في الدقيقة، فلن تصل المضخة أبدًا إلى أدائها المقدر.
يؤدي الاحتراق الضعيف إلى تقليل قوة المحرك، مما يسبب سرعة غير مستقرة.
منحنى أداء المضخة هو أساس هندسة مضخات الحريق. يحدد عدد الدورات في الدقيقة الشكل والموضع الكامل لهذا المنحنى.
تنتج المضخة التدفق والضغط المصمم لها
يظل ضغط الإغلاق (التدوير) ضمن حدود NFPA
تتوافق المضخة مع شهادة أداء UL/FM
يتحول منحنى المضخة بأكمله إلى الأسفل
ذروة الضغط وانخفاض التدفق
قد لا يلبي منحنى نقطة النهاية طلب النظام
يتحول المنحنى إلى أعلى
قد يتجاوز ضغط الإغلاق الحدود المسموح بها
مكونات النظام معرضة للتلف
وبالتالي، يعد الحفاظ على عدد الدورات في الدقيقة الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لضمان توافق منحنى مضخة الحريق مع الاحتياجات الهيدروليكية للمنشأة.
يوفر NFPA 20 متطلبات صارمة لضمان بقاء أداء مضخة الحريق مستقرًا أثناء حالات الطوارئ.
تشمل المتطلبات الرئيسية ما يلي:
يجب أن تحافظ مضخات حريق الديزل على السرعة المقدرة عند الحمل المقدر.
يجب أن تمنع إعدادات الحاكم السرعة الزائدة.
يجب أن تتوافق المحركات الكهربائية مع تقييمات RPM المطابقة للتردد.
يجب أن يؤكد اختبار القبول دقة RPM.
يجب التحقق من سرعة المضخة سنويًا أثناء اختبار التدفق.
التحقق من RPM ليس أمرًا اختياريًا — فهو جزء من الصيانة الروتينية القياسية لجميع أنظمة الحماية من الحرائق المعتمدة.
عدد الدورات في الدقيقة يتم التحكم فيه بواسطة حاكم المحرك
تعتبر الاختلافات الطفيفة أمرًا طبيعيًا ولكن يجب أن تظل ضمن نطاق التسامح المسموح به
المزيد من الصيانة مطلوبة لضمان سرعة مستقرة
يميل عدد الدورات في الدقيقة إلى الانخفاض مع انسداد مرشحات الوقود أو مع تقدم عمر المحركات
يمكن أن يؤدي عدم استقرار عدد دورات المحرك في الدقيقة للديزل إلى مشكلات في الأداء إذا لم تتم مراقبته بانتظام.
RPM مرتبطة بالتردد الكهربائي
أكثر استقرارا ويمكن التنبؤ به
حاجة لصيانة أقل
تحقق مرة أخرى من أن حجم المحرك صحيح بالنسبة لعدد الدورات في الدقيقة المطلوبة
على الرغم من أنها أكثر استقرارًا، إلا أن المضخات الكهربائية لا تزال تعاني من اختيار المحرك الخاطئ أو تردد مصدر الطاقة غير المناسب.
لا يؤثر عدد الدورات غير الصحيح في الدقيقة على توصيل المياه فحسب، بل يمكن أن يؤدي في الواقع إلى إتلاف المضخة ونظام الحماية من الحرائق بأكمله.
الأختام الميكانيكية تتآكل بشكل أسرع
محامل ارتفاع درجة حرارة
يحدث التجويف بسبب السرعة الزائدة
تواجه الأنابيب والصمامات ضغطًا غير ضروري
يصبح تشغيل المضخة صاخبًا وغير مستقر
المضخة تعمل بشكل غير فعال
قد يصبح المحرك أو المحرك أكثر سخونة بسبب زيادة الحمل
تكافح المضخة لبناء ضغط كافٍ
يصبح أداء الرشاش أو صنبور المياه غير موثوق به
تعمل كلتا الحالتين على تقصير عمر المعدات وتقليل الموثوقية أثناء حالات الطوارئ الناجمة عن الحرائق الحقيقية.
للتأكد من أن مضخة الحريق الخاصة بك تعمل بالسرعة المحددة بالضبط، يعد التحقق الروتيني ضروريًا.
مقياس سرعة الدوران الرقمي المحمول
يقيس دوران العمود مباشرة.
لوحة قراءة سرعة محرك الديزل
مثبتة على لوحة التحكم.
فحص لوحة المحرك الكهربائي
يؤكد السرعة المتزامنة المقدرة.
تحليل اختبار التدفق
إذا كان التدفق/الضغط خارج الهدف، فقد يكون عدد الدورات في الدقيقة هو السبب.
فحوصات الصيانة السنوية NFPA 25
يعد الاحتفاظ بسجلات RPM الدقيقة من أفضل الممارسات لسلامة المعدات على المدى الطويل.
يعتمد اختيار سرعة المضخة الصحيحة على عوامل متعددة، بما في ذلك:
الضغط المطلوب للمبنى
خصائص مصدر الشفط
خسائر احتكاك الأنابيب
اختلافات الارتفاع
الطلب على الرشاشات والصنبور
خيارات السائق المتاحة
عمر أطول
انخفاض مستوى الضجيج
انخفاض الاهتزاز
أفضل للتشغيل المستمر
مثالية للأنظمة الصناعية الكبيرة
أكثر إحكاما وأقل تكلفة
إنتاج ضغط أعلى في تصميم أصغر
شائع في المباني التجارية
تتطلب دقة تصنيع أعلى
يجب على المهندسين الموازنة بين احتياجات الأداء والموثوقية طويلة المدى عند اختيار عدد الدورات في الدقيقة المناسب.
يتبع مصنعو مضخات الحريق عالية الجودة عمليات صارمة:
ضواغط مصممة بدقة لتناسب دورة محددة في الدقيقة
اختبارات أداء المصنع بالسرعة المعتمدة
شهادة UL/FM عند عدد الدورات في الدقيقة المقدر
مطابقة المضخة لمحرك الديزل أو المحرك الكهربائي المناسب
توفير منحنيات الأداء على أساس السرعة المؤكدة
التحقق من التدوير والضغط المقدر تحت عدد دورات في الدقيقة يتم التحكم فيه
عندما تكون سرعة المضخة صحيحة من مرحلة التصميم، يصبح نظام ضخ الحريق بأكمله أكثر استقرارًا وفعالية وموثوقية.
إن دورة مضخة الحريق في الدقيقة ليست تفاصيل فنية - فهي العامل الأساسي الذي يحدد ما إذا كانت المضخة يمكنها توفير التدفق والضغط المطلوبين أثناء حالة طوارئ الحريق.
يضمن عدد الدورات في الدقيقة الصحيح ما يلي:
ضغط دقيق
تدفق موثوق
أداء المضخة مستقر
عمر أطول للمعدات
الامتثال لـ NFPA 20
اختبار القبول الناجح
حماية أكثر أمانا للمباني
سواء كنت تعتمد على مضخات حريق الديزل، أو مضخات الحريق الكهربائية، أو أنظمة التوربينات العمودية،يجب دائمًا التحقق من RPM وصيانته واختباره بانتظام. يعد اختيار السرعة المناسبة وضمان التشغيل المستقر خطوات أساسية لإبقاء نظام مضخة الحريق الخاص بك جاهزًا للحظة الأكثر أهمية.
